在光伏電站系統中,逆變器的成本不到8%,但卻是發電效率的決定者,在光伏電站中,當組件等配件完全一致時,選擇不同的逆變器,系統的總發電量有5%到10%的差別。系統安裝成功能發電后,逆變器就成了決定性的因素。所以有經驗的廠家,都會選擇總發電量高的逆變器,以提高整個系統的效率。逆變器的基本參數“輸出電壓”不同,會導致輸入MPPT電壓范圍不同,從而影響逆變器的發電量。
光伏逆變器MPPT電壓范圍由來:
光伏逆變器MPPT電壓有個范圍,例如500KW光伏逆變器的范圍是450VDC到820VDC,很多人不知道這個數值是怎么來的,其實它由兩方面決定的
(1)IGBT的耐壓值,決定MPPT的最高電壓;
如果選用1200V的管子,首先要給IGBT留100V余量,再加上母排的過電壓100~200V,所以逆變器的工作電壓一般要低于1000V~900V,考慮到組件的溫度特性,逆變器MPPT電壓一般要低于最高工作電壓50V到150V,所以MPPT最高電壓一般是850V。
(2)逆變器的結構,逆變器輸出電壓,決定MPPT的最低電壓;
逆變器有一級DC-AC拓撲和二級DC-DC-BOOST,DC-AC結構,三相不帶變壓器的逆變器交流輸出電壓有270V和315V兩種,根據逆變器電路,交流輸出270V,直流電壓必須要大于450VDC,交流輸出315V,直流電壓必須要大于500VDC。
現在國內外大功率電站型逆變器,輸出電壓有200V、270V、315V三種,輸入MPPT電壓范圍有320-600V,450-820V,500-820V三種,美國和日本等國家一般是采用320-600V。歐洲以450-820V為主,中國大部分也是450-820V,從逆變器角度上講,315V輸出630KW的逆變器,硬件和270V輸出500KW的逆變器完全一樣。所以同樣功率等級的逆變器,315V輸出電壓的逆變器比270V輸出電壓的逆變器成本要低20%左右;單純從逆變器本身效率上來看,電壓越高,電流就越小,315V逆變器效率也就會高一些。
但是從系統發電量上考慮,建議選擇270V輸出的逆變器。通過對兩種型號的逆變器作一些對比,發現630KW逆變器發電量并沒有比500KW逆變器多20%。只有不到15%的增加。通過理論分析和現場分析,主要原因有以下幾點:
1、630KW逆變器的MPPT范圍是500V到820V,而500KW逆變器MPPT范圍是450V到820V。這中間有50V的電壓差,一般是通過多串一兩塊組件來解決。但在實際上,遇到陰雨天時,電壓在450V到500V之間還是有比較多的時間。所以總的發電時間,后者要比前者多10%。
2、根據電壓源串聯原理,系統輸出電壓相加,電流。光伏組件串聯后,輸出電流是由最少的電池板來決定的,組件在實際運行中,并不能保持電流一致性,會受到組件原材料,加工工藝,陰影,灰塵等影響,一塊組件功率降低,這一串的組件功率都會降低,因此組件串聯數目要盡量少,并聯的數目盡量多,才能減少由于組件的一致性而帶來的影響。315V逆變器要比270V逆變器多串兩塊組件,相應的風險就要大10%。
3、功率器件IGBT,電容,母排等器件,電壓應力越高,壽命越短。